Question

13．氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体，其组成为43.6%的硼和56.4%的氮（质量分数），有多种不同的变体，立方氮化硼是其中一种．立方氮化硼的硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，常用作磨料和刀具材料，其结构与金刚石类似（如图）．
（1）电负性大小：硼原子小于氮原子；第一电离能：氮原子大于氧原子（填大于、小于或等于）．
（2）氮化硼的化学式为：BN．
（3）预测立方氮化硼的晶体类型为原子晶体，晶体内的作用力是共价键，氮原子的杂化类型为sp³．
（4）立方氮化硼具有广泛的应用前景，其合成方法多样．其中水溶剂热合成法是在一定条件下溴化硼和氮化锂反应，再分离、洗涤、干燥得到氮化硼．
①溴化硼为共价  化合物（填“离子”或“共价”），其空间构型为平面三角形．
②请写出上述方法生成氮化硼的化学方程式：BBr₃+Li₃N═3LiBr+BN．

Answer 1

分析 （1）同一周期元素，元素的电负性随着原子序数增大而增大；同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
（2）该晶体中含有43.6%的硼和56.4%的氮，则B、N原子个数之比=$\frac{43.6%}{11}$：$\frac{56.4%}{14}$=1：1，所以化学式为BN；
（3）原子晶体的构成微粒是原子，根据晶体构成微粒判断晶体类型；原子晶体中原子之间存在共价键；每个N原子和4个B原子，所以其价层电子对个数是4；
（4）①非金属性元素之间易形成共价键，只含共价键的化合物是共价化合物；溴化硼中B元素价层电子对个数是3且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断空间构型；
②根据反应物、生成物书写方程式．

解答 解：（1）同一周期元素，元素的电负性随着原子序数增大而增大，所以电负性B＜N；同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，第一电离能N＞O，
故答案为：小于；大于；
（2）该晶体中含有43.6%的硼和56.4%的氮，则B、N原子个数之比=$\frac{43.6%}{11}$：$\frac{56.4%}{14}$=1：1，所以化学式为BN，
故答案为：BN；
（3）原子晶体的构成微粒是原子，根据晶体构成微粒知晶体类型是原子晶体；原子晶体中原子之间存在共价键，所以该晶体中存在共价键；每个N原子和4个B原子，所以其价层电子对个数是4，则N原子杂化方式为sp³，
故答案为：原子晶体；共价键；sp³；
（4）①非金属性元素之间易形成共价键，只含共价键的化合物是共价化合物，该物质中只含共价键，所以是共价化合物；溴化硼中B元素价层电子对个数是3且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论知，空间构型是平面三角形，故答案为：共价；平面三角形；
②根据反应物、生成物书写方程式为BBr₃+Li₃N═3LiBr+BN，故答案为：BBr₃+Li₃N═3LiBr+BN．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、化学式判断及晶体类型判断等知识点，利用价层电子对互斥理论、均摊法等知识点分析解答即可，难点是孤电子对的计算方法，题目难度不大．